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Polarökologie: Abruptes Ende?

Trotz Eiseskälte blüht das Leben an den Küsten und in den Meeren der Antarktis - noch. Denn steigende Wassertemperaturen durch die menschengemachte Erderwärmung drohen in kurzer Zeit eine Lebensgemeinschaft zu zerstören, die sich Millionen von Jahre bewährt hat.
Königspinguine
Extreme Bedingungen erfordern extreme Anpassungen: Frostschutzmittel im Blut, dafür fehlen Blutfarbstoffe und Blutkörperchen, langsames Wachstum und verlangsamter Stoffwechsel. Das (Über)Leben in der Antarktis ist nicht leicht und hängt stets am seidenen Faden, da Eis, Frost und extreme Stürme jederzeit für Opfer in der Tierwelt sorgen können. Dennoch brüten Millionen Pinguine und Seevögel in der Nähe des Südpols, finden zahllose Robben und Wale dort ihr Auskommen. Sie alle hängen wiederum vom üppigen Krill und den Fischen ab, die im offenen Meer leben. Und selbst in den unterkühlten Küstengewässern der Antarktis tummeln Eisfische, Asseln, Seelilien, Schlangensternen und Muscheln unter dem Eis: Mehr als 4000 Arten haben Forscher in diesem speziellen Ökosystem bereits entdeckt, tausende weiterer Spezies verbergen sich wohl noch in dem meist unzugänglichen Habitat.

Drohender Invasor | Noch können Krabben wie Paralomis birsteini nicht im eisigen Wasser rund um die Antarktis überleben, da ihr Stoffwechsel gelähmt wird. Mit zunehmender Erwärmung des Meeres dringen sie aber immer näher an den Küstenschelf heran und könnten bald dessen einzigartige Tierwelt bedrohen.
Die auf den ersten Blick so robust wirkenden Lebensgemeinschaften könnten jedoch bald höchst gefährdet sein, warnen nun Meeresbiologen um Sven Thatje von der Universität Southampton, die sich seit mehreren Jahren mit der Biologie und der Geschichte der antarktischen Fauna beschäftigen. Sie befürchten Umwälzungen von der Basis der Nahrungskette bis hinauf zu den Top-Räubern wie Kaiserpinguinen, Seeleoparden und Walen. Denn nicht nur die steigenden Wassertemperaturen machen den Einheimischen zu schaffen – mit ihnen kommen Arten in das Gebiet, auf die sie nicht vorbereitet sind.

Extreme Klimaschwankungen

Dabei musste die bizarre Tierwelt mindestens während der letzten zwei Millionen Jahre mehrfach extreme Klimaumschwünge hinnehmen und überleben, wie die Forscher anhand von Fossilien aus Sedimentproben der antarktischen Gewässer schließen. Mehr als zwanzig Mal stießen in diesem Zeitraum die kontinentalen Gletscher vor und dehnte sich das Meereis aus – mitunter lag die sommerliche Meereisgrenze dort, wo heute im Winter die Eisbedeckung endet.

Krabbe auf dem Vormarsch | Noch befinden sich die Krabben 500 bis 600 Meter unterhalb des Schelfbereichs, doch haben sie sich in den letzten Jahrzehnten bedeutend nach oben gearbeitet.
Die Schicht Gefrornis war zudem mächtiger als heute, ohne allerdings die antarktischen Meeresökosysteme komplett zu zerstören: Weich- und Spinnentiere, Fische, Vögel und Säuger wichen nach Norden in wärmere Gefilde aus oder verlagerten ihren Lebensmittelpunkt in größere Tiefen. Dort kühlt das Wasser nicht ganz so stark ab wie im unmittelbaren Einflussbereichs des Eises, wo seine Temperaturen oft um den Gefrierpunkt schwanken.

Außerdem boten so genannte Polynjas Refugien im Eis, in denen Pflanzen und Tiere überlebten. Starke Fallwinde vom Land, Gezeiten oder aufsteigendes warmes Meerwasser schufen innerhalb einer geschlossenen Eisdecke diese mitunter mehrere tausend Quadratkilometer großen freien Wasserflächen, die deutlich bessere Lebensbedingungen boten als die Umgebung. Hier drang genügend Licht ein, damit Algen gedeihen konnten, mit denen die marine Nahrungskette beginnt. Kaiserpinguine oder Eissturmvögel folgten diesen Oasen und sicherten sich damit ihr Überleben. Besserten sich die Bedingungen, kehrten sie wieder zu ihren traditionellen Brut- und Sammelplätzen zurück.

Wandeln oder Weichen

Forschungsfahrt | Mit Hilfe eines Tauchroboters erforschen Biologen, wie sich das Meer rund um den Südpol ökologisch verändert.
Viele Arten waren allerdings nicht so flexibel oder anpassungsfähig wie Eisfische oder manche Vögel, um nur zwei Gruppen zu nennen. Größere Fische oder Krabben mussten dauerhaft abwandern, weil ihr Stoffwechsel nicht mit der extremen Kälte des Südpolarmeers zurecht kam. Die regionale Krustentier-Fauna beispielsweise gilt seit etwa 15 Millionen Jahren als extrem verarmt, weil damals viele Arten wegen der Abkühlung ausstarben oder ihren Verbreitungsschwerpunkt verlegten: Momentan existieren nur fünf auf dem Meeresboden lebende Garnelen-Spezies im antarktischen Schelfbereich.

Schuld daran haben für sie tödliche Magnesium-Konzentrationen im Meerwasser: Im Gegensatz zu anderen Krebstieren können Krabben bei bestimmten Wassertemperaturen überschüssiges Magnesium nicht wieder ausscheiden, sodass das Element sie dauerhaft schädigt. Im Bereich des Gefrierpunkts genügen schon natürliche Mengen des Erdalkalimetalls im Ozean, um die Tiere zu lähmen. Deshalb haben sich die Krabben im oberen Miozän in tiefere Meeresregionen zurückgezogen, wo es etwas wärmer ist und sie das aufgenommene Magnesium auch wieder loswerden können.

Erwärmung und Abkühlung | Der Temperaturentrend rund um und in der Antarktis ist deutlich zweigeteilt. So stiegen die Temperaturen während der letzten beiden Jahrzehnte in den antarktischen Ozeanen im Schnitt um zwei bis vier Grad an. Auch Teile der Westantarktis erwärmten sich und führten dort zu Schneeschmelze. Der zentrale Südpol und weite Bereiche der Ostantarktis kühlten sich dagegen zum Teil stark ab.
Die Flucht vieler Fische und der Krabben verringerte den Feinddruck auf die verbliebenen Weichtiere, die ihrerseits nun eine Reihe von überflüssigen Schutzmaßnahmen über Bord warfen, um Energie zu sparen. Sie dünnten ihre Schalen aus und verzichteten auf Abwehrmechanismen wie Gift oder Stacheln. Und da auch keine schnellen Fluchten mehr vor Räubern nötig waren, besitzen die meisten Lebewesen der Eisregionen auch kaum Fluchtreflexe oder -mittel, stattdessen siedeln sie in teils riesigen Kolonien auf dem Meeresboden – eine Welt, die Rich Aronson vom Dauphin Island Sea Lab in Alabama an das Paläozoikum vor 250 Millionen Jahren erinnert. Nirgendwo sonst konnten Kugelasseln und Konsorten derart ungestört überleben.

Wann kommt die Invasion?

B15 – der Vorläufer von B15A – vor dem Bruch
Sollten nach den langen Zeiten der Isolation allerdings wieder Prädatoren in diese Umwelt eindringen, dürften sie das Ökosystem verwüsten und grundlegend umgestalten. Und die Gefahr droht bereits, wie Thatjes Team feststellen musste. Mit Hilfe ihres Tauchboots "Isis" entdeckten die Wissenschaftler, dass sich Königskrabben (Paralomis birsteini) im südlichen Pazifik wieder aus der Tiefsee empor arbeiten: Ihre Lebensbedingungen verbessern sich, weil sich das Wasser erwärmt. Noch sind sie 500 bis 600 Tiefenmeter von den Lebensgemeinschaften des Schelfs entfernt, doch erwartet Thatje, dass die Krustentiere durch die Erderwärmung stetig weiter nach oben wandern werden. Während der letzten fünf Jahrzehnte erwärmte sich die See um die antarktische Halbinsel bereits um ein Grad Celsius und damit doppelt so stark wie im globalen Durchschnitt. Gleichzeitig sinkt damit für die Krabben die Gefahr, sich tödlich durch Magnesium zu lähmen. Es ist also womöglich nur noch eine Frage der Zeit, bis die Allesfresser auf die schutzlosen Schlangensterne und Co treffen und unter ihnen gewaltig aufräumen dürften. Gefahr droht aber nicht nur von unten, sondern auch von außerhalb: durch Haie, Rochen und größere Knochenfische, denen es bislang in der Antarktis zu kalt war.

Antarktisdorsch | Der Antarktisdorsch guckt gerade aus einem Eisloch hervor. Um nicht zu erfrieren, produziert der Eisfisch einen Frostschutz.
Und selbst wenn die zuvor ungekannten Räuber doch nicht so gefräßig sind, wie zu befürchten steht, der Klimawandel an sich bedroht schon die fragile Tierwelt: Ohne schützendes Dauereis pflügen abbrechende Eisberge den Meeresboden um und stören die Lebensgemeinschaften. Und das wärmere Wasser überfordert den Körper der Tiere, sie sterben quasi an Überhitzung. Innerhalb kürzester Zeit könnte die Menschheit vernichten, was zuvor Millionen Jahre überdauert hat. Nicht nur Rich Aronson dürfte dies dann bedauern: "Dies wäre ein tragischer Verlust an Artenvielfalt in einer der letzten wirklich wilden Regionen auf Erden. Der Klimawandel wird die Welt zu einem traurigeren und langweiligeren Platz machen."

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